CN111762766A - 一种氦气回收过程中除卤除氢脱水脱碳的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氦气回收过程中除卤除氢脱水脱碳的方法，它包括以下步骤：步骤一：原料混合气经该原气阀，首先进入该冷却冷凝器进行冷却，然后进入该第一气水分离器进行气液分离；步骤二：经冷却后的该气体进入该除卤除氢组件；步骤三：然后该气体再进入该第一过滤器，过滤出该脱卤器气体中的微量粉尘；步骤四：经过滤后的气体进入该换热器中进行换热；步骤五：该脱氢器的设定温度为130℃，该气体在钯触媒的作用下脱除掉其中的氢气；步骤六：接着该气体进入到该冷却器中进行冷却，使得该气体的温度达到10℃左右；步骤七：该气体进入到该干燥组件吸收水分。这样能够实现氦气的提纯，自一个原料混合气体中实现除卤除氢脱水脱碳，便于回收氦气。

Description

一种氦气回收过程中除卤除氢脱水脱碳的方法
技术领域
本发明属于气体处理技术领域，具体涉及一种氦气回收过程中除卤除氢脱水脱碳的方法。
背景技术
氦气是一种稀有气体，具有良好的导热性，在工业生产中应用十分广泛。氦气作为不可再生的气体，同时也是稀缺的矿物资源，而我国是氦气稀缺国家，氦气价格一直居高不下。氦气作为高比热容的惰性气体，一直是光纤拉丝过程中最常见的冷却气体。目前，氦气的提纯方法有很多种，但是氦气的回收却是提纯工艺之前的一个瓶颈，回收氦气的纯度和气量大小将直接影响提纯再利用的可行性。
发明内容
本发明的一个优势在于提供一种氦气回收过程中除卤除氢脱水脱碳的方法，能够实现氦气的提纯，自一个原料混合气体中实现除卤除氢脱水脱碳，便于回收氦气。
本发明的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。
依本发明的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明氦气回收过程中除卤除氢脱水脱碳的方法，它包括以下步骤：
步骤一：原料混合气经该原气阀，首先进入该冷却冷凝器进行冷却，然后进入该第一气水分离器进行气液分离；
步骤二：经冷却后的该气体进入该除卤除氢组件，该气体依次进入该脱卤器和该脱卤器，该脱卤器和该脱卤器被设计为两塔，可并可串设计，当任一该脱卤器工作的时候，另一个该脱卤器可以进行重新加装填料；
步骤三：然后该气体再进入该第一过滤器，过滤出该脱卤器气体中的微量粉尘；
步骤四：经过滤后的气体进入该换热器中进行换热，使得进入到该脱氢器中的该气体的温度有所提升，这样可以减小电加热的功率；
步骤五：该脱氢器的设定温度为130℃，该气体在钯触媒的作用下脱除掉其中的氢气；
步骤六：接着该气体进入到该冷却器中进行冷却，使得该气体的温度达到10℃左右，然后再进入到该第二气水分离器中分离水分；
步骤七：该气体进入到该干燥组件吸收水分，当该第一干燥器再生，该第二干燥器工作的时候，此时该气体经该第三阀门进入吸附该第二干燥器进行吸附除水，由该第四阀门送出该干燥组件，再经该第五阀门，该第二过滤器，该第六阀门，该第七阀门，该第八阀门送出合格的一个混合气，不合格的气体经该第九阀门放空；当该第二干燥器再生，该第一干燥器工作的时候，此时该气体经该第一阀门进入吸附该第一干燥器进行吸附除水，由该第二阀门送出该干燥组件，再经该第五阀门，该第二过滤器，该第六阀门，该第七阀门，该第八阀门送出合格的该混合气，不合格的气体经该第九阀门放空。
优化地，所述混合气的入口浓度出口浓度分别为：
空气：入口浓度为25％～50％，出口浓度为25％～50％；CO：入口浓度为770ppm，出口浓度为＜0.5ppm；CO2：入口浓度为300ppm，出口浓度为＜0.5ppm；H2：入口浓度为200ppm，出口浓度为＜1ppm；F和Cl2：入口浓度为10ppm，出口浓度为＜1ppm；H2O：入口浓度为500ppm，出口浓度为＜3ppm；C3H2：入口浓度为1ppm，出口浓度为＜0.5ppm；Ar：入口浓度为25％～40％，出口浓度为25％～40％；He：入口浓度为25％～35％，出口浓度为25％～35％。
优化地，它使用除卤除氢脱水脱碳装置，所述脱水脱碳装置包括：
一个脱水脱碳组件，其中该脱水脱碳组件包括一个原气阀、一个被连接至该原气阀的冷却冷凝器、一个被连接至该冷却冷凝器的第一气水分离器、一个第一过滤器、一个被连接至该第一过滤器的换热器、一个冷却器、一个被连接至该冷却器的第二气水分离器和一个第二过滤器；
一个除卤除氢组件，其中该除卤除氢组件包括一个被连接至该第一气水分离器的第一脱卤器、一个分别被连接至该第一脱卤器和该第一过滤器的的第二脱卤器和一个分别被连接至该换热器和该冷却器的脱氢器；
一个阀门组件，其中该阀门组件包括一个被连通至该第二气水分离器的第一阀门、一个第二阀门、一个被连通至该第二气水分离器的第三阀门、一个第四阀门、一个被连通至该第二阀门、该第四阀门和该第二过滤器的第五阀门、一个被连通至该第二过滤器和该第五阀门的第六阀门、一个被连通至该第六阀门的第七阀门、一个被连通至该第七阀门的第八阀门和一个被连通至该第七阀门的第九阀门；和
一个干燥组件，其中该干燥组件包括一个被连通至该第一阀门和该第二阀门的第一干燥器和一个被连通至该第三阀门和该第四阀门的第二干燥器
通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。
本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。
附图说明
图1为本发明氦气回收过程中除卤除氢脱水脱碳的方法工艺装置流程图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
参考附图1，依本发明的一个实施例中氦气回收过程中除卤除氢脱水脱碳的方法，它包括以下步骤：
步骤一：原料混合气经该原气阀，首先进入该冷却冷凝器进行冷却，然后进入该第一气水分离器进行气液分离；
步骤二：经冷却后的该气体进入该除卤除氢组件，该气体依次进入该脱卤器和该脱卤器，该脱卤器和该脱卤器被设计为两塔，可并可串设计，当任一该脱卤器工作的时候，另一个该脱卤器可以进行重新加装填料；
步骤三：然后该气体再进入该第一过滤器，过滤出该脱卤器气体中的微量粉尘；
步骤四：经过滤后的气体进入该换热器中进行换热，使得进入到该脱氢器中的该气体的温度有所提升，这样可以减小电加热的功率；
步骤五：该脱氢器的设定温度为130℃，该气体在钯触媒的作用下脱除掉其中的氢气；
步骤六：接着该气体进入到该冷却器中进行冷却，使得该气体的温度达到10℃左右，然后再进入到该第二气水分离器中分离水分；
步骤七：该气体进入到该干燥组件吸收水分，当该第一干燥器再生，该第二干燥器工作的时候，此时该气体经该第三阀门进入吸附该第二干燥器进行吸附除水，由该第四阀门送出该干燥组件，再经该第五阀门，该第二过滤器，该第六阀门，该第七阀门，该第八阀门送出合格的一个混合气，不合格的气体经该第九阀门放空；当该第二干燥器再生，该第一干燥器工作的时候，此时该气体经该第一阀门进入吸附该第一干燥器进行吸附除水，由该第二阀门送出该干燥组件，再经该第五阀门，该第二过滤器，该第六阀门，该第七阀门，该第八阀门送出合格的该混合气，不合格的气体经该第九阀门放空。
上述方法处理前后混合气的含量为：
空气：入口浓度为25％～50％，出口浓度为25％～50％；CO：入口浓度为770ppm，出口浓度为＜0.5ppm；CO2：入口浓度为300ppm，出口浓度为＜0.5ppm；H2：入口浓度为200ppm，出口浓度为＜1ppm；F和Cl2：入口浓度为10ppm，出口浓度为＜1ppm；H2O：入口浓度为500ppm，出口浓度为＜3ppm；C3H2：入口浓度为1ppm，出口浓度为＜0.5ppm；Ar：入口浓度为25％～40％，出口浓度为25％～40％；He：入口浓度为25％～35％，出口浓度为25％～35％(体积含量)。
上述氦气回收过程中除卤除氢脱水脱碳的方法优选使用以下除卤除氢脱水脱碳装置被揭露，其中该除卤除氢脱水脱碳装置被应用于一个原料混合气，该除卤除氢脱水脱碳装置包括一个脱水脱碳组件10、一个除卤除氢组件20、一个阀门组件30和一个干燥组件40，其中该脱水脱碳组件10包括一个原气阀11、一个冷却冷凝器12、一个第一气水分离器13、一个第一过滤器14、一个换热器15、一个冷却器16、一个第二气水分离器17和一个第二过滤器18，其中该除卤除氢组件20包括一个第一脱卤器21、一个第二脱卤器22和一个脱氢器23，其中该阀门组件30包括一个第一阀门31、一个第二阀门32、一个第三阀门33、一个第四阀门34、一个第五阀门35、一个第六阀门36、一个第七阀门37、一个第八阀门38和一个第九阀门39，其中该干燥组件40包括一个第一干燥器41和一个第二干燥器42。
进一步地，该原料混合气经该原气阀11，首先进入该冷却冷凝器12进行冷却，然后进入该第一气水分离器13进行气液分离；经冷却后的该气体进入该除卤除氢组件20，该气体依次进入该脱卤器21和该脱卤器22，该脱卤器21和该脱卤器22被设计为两塔，可并可串设计，当任一该脱卤器工作的时候，另一个该脱卤器可以进行重新加装填料。然后该气体再进入该第一过滤器14，过滤出该脱卤器气体中的微量粉尘；经过滤后的气体进入该换热器15中进行换热，使得进入到该脱氢器23中的该气体的温度有所提升，这样可以减小电加热的功率。该脱氢器23的设定温度为130℃。该气体在钯触媒的作用下脱除掉其中的氢气。接着该气体进入到该冷却器16中进行冷却，使得该气体的温度达到10℃左右，然后再进入到该第二气水分离器17中分离水分。进一步地，该气体进入到该干燥组件40吸收水分。当该第一干燥器41再生，该第二干燥器42工作的时候，此时该气体经该第三阀门33进入吸附该第二干燥器42进行吸附除水，由该第四阀门34送出该干燥组件40，再经该第五阀门35，该第二过滤器18，该第六阀门36，该第七阀门37，该第八阀门38送出合格的一个混合气，不合格的气体经该第九阀门39放空。当该第二干燥器42再生，该第一干燥器41工作的时候，此时该气体经该第一阀门31进入吸附该第一干燥器41进行吸附除水，由该第二阀门32送出该干燥组件40，再经该第五阀门35，该第二过滤器18，该第六阀门36，该第七阀门37，该第八阀门38送出合格的该混合气，不合格的气体经该第九阀门39放空。
进一步地，该除卤除氢脱水脱碳装置为复式流程，一组工作，另一组再生。详而言之，工作9小时，再生加热3小时，吹冷3个小时，自冷3个小时，以保证长期的连续工作。
进一步地，该除卤除氢脱水脱碳装置处理气量的范围为30-100m3/h。
进一步地，工作压力的范围为0.8-2.5MPa。
进一步地，气体出口压力的范围为≥0.8MPa。
进一步地，该脱卤器21和该脱卤器22工作温度为常温。
进一步地，该脱氢器23工作温度的范围为100-150℃。
进一步地，该干燥器组件40的工作温度为常温。
进一步地，该干燥组件40工作时间为12小时，值得注意的是，该工作时间可调节。
进一步地，该干燥组件40的再生温度的范围为250～350℃。
进一步地，该干燥组件40的再生工作压力为常压。
进一步地，该干燥组件40再生时间为4小时，该再生时间可调节。
进一步地，电源为220V，25KW。
进一步地，该除卤除氢脱水脱碳装置的外形尺寸为宽×深×高(1300×1500×1500)mm。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (3)

1.一种氦气回收过程中除卤除氢脱水脱碳的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
步骤一：原料混合气经该原气阀，首先进入该冷却冷凝器进行冷却，然后进入该第一气水分离器进行气液分离；
步骤二：经冷却后的该气体进入该除卤除氢组件，该气体依次进入该脱卤器和该脱卤器，该脱卤器和该脱卤器被设计为两塔，可并可串设计，当任一该脱卤器工作的时候，另一个该脱卤器可以进行重新加装填料；
步骤三：然后该气体再进入该第一过滤器，过滤出该脱卤器气体中的微量粉尘；
步骤四：经过滤后的气体进入该换热器中进行换热，使得进入到该脱氢器中的该气体的温度有所提升，这样可以减小电加热的功率；
步骤五：该脱氢器的设定温度为130℃，该气体在钯触媒的作用下脱除掉其中的氢气；
步骤六：接着该气体进入到该冷却器中进行冷却，使得该气体的温度达到10℃左右，然后再进入到该第二气水分离器中分离水分；
步骤七：该气体进入到该干燥组件吸收水分，当该第一干燥器再生，该第二干燥器工作的时候，此时该气体经该第三阀门进入吸附该第二干燥器进行吸附除水，由该第四阀门送出该干燥组件，再经该第五阀门，该第二过滤器，该第六阀门，该第七阀门，该第八阀门送出合格的一个混合气，不合格的气体经该第九阀门放空；当该第二干燥器再生，该第一干燥器工作的时候，此时该气体经该第一阀门进入吸附该第一干燥器进行吸附除水，由该第二阀门送出该干燥组件，再经该第五阀门，该第二过滤器，该第六阀门，该第七阀门，该第八阀门送出合格的该混合气，不合格的气体经该第九阀门放空。
2.根据权利要求1所述的氦气回收过程中除卤除氢脱水脱碳的方法，其特征在于，所述混合气的入口浓度出口浓度分别为：
空气：入口浓度为25％～50％，出口浓度为25％～50％；CO：入口浓度为770ppm，出口浓度为＜0.5ppm；CO2：入口浓度为300ppm，出口浓度为＜0.5ppm；H2：入口浓度为200ppm，出口浓度为＜1ppm；F和Cl2：入口浓度为10ppm，出口浓度为＜1ppm；H2O：入口浓度为500ppm，出口浓度为＜3ppm；C3H2：入口浓度为1ppm，出口浓度为＜0.5ppm；Ar：入口浓度为25％～40％，出口浓度为25％～40％；He：入口浓度为25％～35％，出口浓度为25％～35％。
3.根据权利要求1所述的氦气回收过程中除卤除氢脱水脱碳的方法，其特征在于：它使用除卤除氢脱水脱碳装置，所述脱水脱碳装置包括：
一个脱水脱碳组件，其中该脱水脱碳组件包括一个原气阀、一个被连接至该原气阀的冷却冷凝器、一个被连接至该冷却冷凝器的第一气水分离器、一个第一过滤器、一个被连接至该第一过滤器的换热器、一个冷却器、一个被连接至该冷却器的第二气水分离器和一个第二过滤器；
一个除卤除氢组件，其中该除卤除氢组件包括一个被连接至该第一气水分离器的第一脱卤器、一个分别被连接至该第一脱卤器和该第一过滤器的的第二脱卤器和一个分别被连接至该换热器和该冷却器的脱氢器；
一个阀门组件，其中该阀门组件包括一个被连通至该第二气水分离器的第一阀门、一个第二阀门、一个被连通至该第二气水分离器的第三阀门、一个第四阀门、一个被连通至该第二阀门、该第四阀门和该第二过滤器的第五阀门、一个被连通至该第二过滤器和该第五阀门的第六阀门、一个被连通至该第六阀门的第七阀门、一个被连通至该第七阀门的第八阀门和一个被连通至该第七阀门的第九阀门；和
一个干燥组件，其中该干燥组件包括一个被连通至该第一阀门和该第二阀门的第一干燥器和一个被连通至该第三阀门和该第四阀门的第二干燥器。
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